Y字型フレキシブルヒンジの製造と研究_業界ニュース

現代の機械の高速化・高精度化に伴い、微細操作ロボット、精密光学機器、航空宇宙機器、産業機器などのさまざまな分野で、フレキシブルヒンジやコンプライアント機構の需要が高まっています。 これらのヒンジには、隙間がない、耐衝撃性、摩耗がないなどの利点があります [1-5]。 フレキシブルヒンジはその動作ストロークにより微動タイプと大ストロークタイプに分類されます。 柔軟なヒンジについては世界中の学者によって広範な研究が行われていますが[6-7]、大きな変形や大きなストロークに関してはまだいくつかの制限があります。 したがって、研究者は、平行機構に対する需要の高まりに応えるために、より高い精度、より大きな軸外剛性、より単純な構造を提供する柔軟なヒンジの開発に焦点を当てています。

変形量やストロークが大きい柔軟なヒンジを改良するために、様々なアプローチが提案されている。 李宗玄ら。 Chen Guimin らは、側転型二軸フレキシブル ヒンジを設計するための無次元設計図法を導入しました [8]。 らは、より精度の高い深切楕円フレキシブルヒンジを提案し、回転角度、回転精度、最大応力の解析計算式を導き出した[9]。 宗光華ら。 は、大きな回転角度や高い安定性などの利点を備えた双曲中空フレキシブルヒンジを設計しましたが、複雑な構造や重大な軸ドリフトなどの課題も提示しました[10]。 菊池 N 氏と Bi Shusheng 氏は、高精度で回転角が大きく、複雑な構造を備えた十字型回転フレキシブル ヒンジを提案しました [11-12]。 ゴールドファーブら。 は、150°の回転角度を可能にする分割バレルフレキシブルヒンジを開発し、フレキシブルヒンジの適用範囲を拡大しました[13]。 Smith は、軸方向のドリフトは最小限に抑えられますが、構造と製造がより複雑になる薄肉ビームを備えた樽型ロータリー ジョイントを提案しました [14]。

前述のフレキシブル ヒンジはかなりの進歩を遂げていますが、大きな軸ドリフト、低い軸外剛性、複雑な構造などの問題がまだあります。 これらの制限に対処するために、この論文では、ANSYS および ADAMS ソフトウェアを使用して分析および研究された Y 型フレキシブル ヒンジを提案します。 フレキシブルヒンジは数値制御工作機械を使用して製造され、組み立てられます。 Y字型フレキシブルヒンジの軸ドリフトを実験により測定し、3-RRR平行プラットフォーム上で円軌道実験を行います。

Y型フレキシブルヒンジの設計にはスキーム設計と回転中心の決定が含まれます。 Y 字型の柔軟なヒンジは、2 つの剛性ロッドと 2 つの同一の円弧状の板バネで構成されており、板バネの中心角は 135°です。 回転中心を決定するための 3D モデリングとシミュレーションには Solidworks2014 が利用されます。 最適な設置方法や移動要件も決定し、Solidworks2014を使用して運動学シミュレーションを実行します。

Y 型フレキシブル ヒンジの動作精度と大きな回転ストローク特性を検証するために、ANSYS および ADAMS ソフトウェア ツールを使用して有限要素メッシュ分割と動作シミュレーションが実行されます。 得られたデータは MATLAB を使用して処理および分析され、Y タイプのフレキシブル ヒンジが並列プラットフォームの要件を満たしていることが確認されます。

Y 型フレキシブル ヒンジは、板バネと剛性ロッドを異なる材料で加工し、組み立てることによって物理的に製造されます。 平行テストベンチでの軸ドリフト測定や軌道実験など、一連の実験が行われます。 この結果は、Y 型フレキシブル ヒンジが平行プラットフォームの動作精度を効果的に向上させることを示しています。

結論として、この研究は、既存のフレキシブル ヒンジの限界に対処する Y 字型フレキシブル ヒンジを提案します。 実験の結果、Y型フレキシブルヒンジは高精度、シンプルな構造、大きな回転角を実現し、平面平行プラットフォームの回転ペアの代替として適しており、動作精度が大幅に向上することが確認されました。 標準化された企業である AOSITE Hardware は、世界のハードウェア市場で傑出しており、優れた顧客サービスを提供する取り組みが多くの国際機関から認められています。

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